KDS 설계기준 415005 목구조 일반

2024년 07월 24일 건설엔지니어

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KDS 41 50 05 목구조 건축물 설계기준 해설

1. 일반사항

1.1 목적

(1) 본 기준은 목구조 건축물에 대한 재료 및 허용응력, 설계 요구사항, 부재 설계, 접합부 설계, 구조별 설계, 내구계획 및 공법 등 설계의 기술적 사항을 규정하여 목구조 건축물의 안전성, 사용성, 내구성 및 친환경성을 확보하는 것을 목적으로 한다.

1.2 적용범위

(1) 본 기준은 구조용 목재 또는 구조용 목질재료를 구조부재로 사용한 건축물 및 공작물에 적용한다. 다만, 특별한 조사나 연구에 따라 설계할 때에는 본 기준을 적용하지 않을 수 있다.

1.3 참고 기준

1.3.1 관련 법규

내용 없음.

1.3.2 관련 기준

KDS 41 10 00 건축구조기준 일반사항

1.4 용어의 정의

건조사용조건: 목구조물의 사용 중에 평형함수율이 19% 이하로 유지될 수 있는 온도 및 습도 조건
경간: 지점의 중심으로부터 다른 지점의 중심까지의 거리
경간등급: 구조용 목질판상재를 목구조 건축의 덮개재료로 사용할 때 적용할 수 있는 골조부재의 최대 간격으로서 관례적으로 인치 단위로 표시
경골목구조: 주요 구조부가 공칭두께 50 mm (실제두께 38 mm)의 규격재로 건축된 목구조
경사면: 목재의 섬유방향과 0° 또는 90° 이외의 경사각으로 절단된 재면
공칭치수: 목재의 치수를 실제치수보다 큰 25의 배수로 올려서 부르기 편하게 사용하는 치수
구조용 집성재: 규정된 강도등급에 따라 선정된 제재목 또는 목재 층재를 섬유방향이 서로 평행하게 집성·접착하여 공학적으로 특정 응력을 견딜 수 있도록 생산된 제품
구조용 직교 집성판: 규정된 품질 기준을 만족하는 제재목 또는 목질판상재를 필요에 따라 섬유 방향이 서로 평행하게 길이 및 폭 방향으로 집성·접착하고 바로 인접층 간에 직교방향이 되도록 집성·접착하여 3층 이상으로 구성하여 구조용으로 생산된 제품
구조용 목질판상재: 구조물의 지붕, 벽, 바닥 골조 위에 덮어서 하중을 지지하는 용도로 사용되는 구조용 합판 또는 OSB 제품으로서 판재의 용도 및 등급이 기계적 및/또는 물리적 성질들에 따라서 구분되는 목질 판상재료
규격재 또는 1종구조재: 공칭두께가 50 mm 이상, 100 mm 이하 (실제두께 38 mm 이상, 90 mm 이하)이고, 공칭너비가 50 mm (실제너비 38 mm) 이상인 구조용 목재
기계등급구조재: 기계적으로 목재의 강도 및 강성을 측정하여 등급을 구분한 목재
기둥재 또는 3종구조재: 두께와 너비가 공칭 125 mm (실제 120 mm) 이상이고, 두께와 너비의 치수 차이가 50 mm 미만인 구조용 목재
끝면나뭇결: 목재부재의 길이방향 (일반적으로 섬유방향)에 수직한 단면의 나뭇결
구조벽: 목구조의 벽체 중에서 수직하중 및 수평하중을 지지하는 벽체
다락공간: 천장과 지붕의 서까래 사이에 확보하여 주거용 또는 저장용으로 사용되는 공간
단일부재: 동일한 기능을 갖는 부재가 인접하여 있지 않고 하나의 부재만을 사용하여 하중을 지지하는 구조부재
단판적층재: 단판의 섬유방향이 서로 평행하게 배열하여 접착된 구조용 목질재료
중목구조: 주요 구조부가 공칭치수 125 mm × 125 mm (실제치수 114 mm × 114 mm) 이상의 부재로 건축되는 목구조
덮개: 장선, 서까래 또는 스터드 위에 설치하여 이들 부재와 못으로 접합됨으로써 수평 또는 수직 격막구조를 이루고, 그 위에 마감재료가 설치되는 구조용 목질판상재
따냄: 목재의 표면에 배관, 배선 또는 철물의 설치를 위하여 홈을 판 것
바닥격막구조: 횡하중을 골조 또는 벽체 등의 수직재에 전달하기 위한 바닥 또는 지붕틀 구조
바닥밑공간: 지하층이 없이 목구조로 1층의 바닥을 시공하는 경우에 목구조 바닥의 썩음 방지를 위한 환기와 내부수리 등의 목적을 위하여 바닥 밑에 확보하는 공간
박스못: 목구조에서 판재와 구조용재 사이의 접합에 많이 사용하며, 동일한 길이의 일반철못보다 지름이 가는 못
반복부재: 3개 이상의 부재가 중심간격 600 mm 이하의 간격으로 배치되고, 그 위에 하중을 분산시킬 수 있는 구조체로 덮어져 있음으로써 작용하는 하중을 서로 분담할 수 있는 구조부재
방청못: 목구조에서 외기에 노출되는 부위에 사용할 수 있도록 표면에 아연도금처리 등을 하여 녹스는 것을 방지한 못
방화재료: 화재로부터 보호하기 위하여 설치되는 불연재료, 준불연재료 및 난연재료로 제조된 건축재료
보재 또는 2종구조재: 두께 공칭 125 mm (실제 120 mm) 이상, 너비가 공칭 200 mm (실제 180 mm) 이상이고, 두께와 너비의 치수 차이가 50 mm 이상인 구조용 목재
벽피어: 개구부와 접한 벽체의 일부분
보통못: 일반적으로 목구조에 많이 사용되고, 철선으로 제조되며, 동일한 길이의 박스못보다 지름이 더 굵은 못
보막이장선: 경골목구조 바닥 등 가장자리에 장선과 수직되게 설치하는 부재
분할: 목재의 한 재면에서 맞보는 재면까지 관통하여 갈라진 것
섬유주행경사: 부재의 길이방향에 대한 섬유방향의 경사
순단면적: 목재의 단면에서 볼트 등의 철물을 위한 구멍이나 홈의 면적을 제외한 나머지 단면적
스터드: 경골목구조에서 벽체의 뼈대를 구성하는 수직부재
습윤사용조건: 목구조물의 사용 중에 평형함수율이 19%를 초과하게 되는 온도 및 습도 조건
실제치수: 목재를 제재한 후 건조 및 대패가공하여 최종제품으로 생산된 치수
쐐기: 접합부를 단단하게 고정하기 위하여 사용하는 단면이 V자형으로 이루도록 만든 것
I형 장선: 플랜지부재와 웨브부재로 구성된 I형 단면으로 제조된 구조용 목질재료
연귀: 모서리 부분에서 각 부재의 끝면이 보이지 않도록 접합하는 방법
오에스비 (OSB): 강도와 강성을 향상시키기 위하여 배향성을 부여한 스트랜드형 플레이크로 구성되는 일종의 파티클 목질판상재 제품
육안등급구조재: 육안으로 목재의 표면결점 (옹이, 갈라짐, 섬유경사, 뒤틀림 등)을 검사하여 등급을 구분한 목재
윤할: 목재 건조시에 연륜 내부 또는 연륜 사이에서 연륜방향으로 갈라지는 것
이중깔도리: 경골목구조의 벽에서 맨 끝에 있는 수평부재
인사이징: 구조재에 방부제를 깊고 균일하게 침투시키기 위하여 약제처리가 어려운 목재의 재면에 칼자국 모양의 상처를 섬유방향으로 낸 후 방부제를 처리하는 방법
장부: 두 부재 이상을 접합할 때 하나의 부재에 만들어낸 돌기
장부촉: 원추형의 작은 봉으로, 접합 또는 접합부의 보강을 위해 쓰임
재하기간: 구조물의 수명기간 중에 특정하중의 최대치 (설계하중)가 연속하여 작용하는 것으로 가정되는 기간
절삭축: 목재의 섬유방향과 상대적인 경사면의 방향
제재치수: 원목을 제재하여 건조 및 대패가공이 되지 않은 치수
직각절삭면: 목재의 끝면과 같이 섬유방향과 직각으로 절삭된 재면
측면나뭇결: 목재부재의 길이방향 (일반적으로 섬유방향)에 평행한 측면의 나뭇결
층전단: 합판의 표면에 수직한 면내에 전단력이 작용하는 경우, 전단력의 방향에 직각으로 섬유방향이 배열된 가장 약한 단판 내에서 섬유가 전단파괴되는 현상
파스너: 목구조에서 목재부재 사이의 접합을 보강하기 위하여 사용되는 못, 볼트, 래그나사못 등의 조임용 철물
표면: 긴 수평보의 윗면, 밑면 및 측면과 같이 목재의 섬유방향과 평행한 재면
플랫폼구조: 경골목구조에서 벽체의 스터드가 각 층마다 별도로 구조체로 건축되고 벽체 위에 윗층의 바닥이 올려지고 그 위에 다시 윗층의 벽체가 시공되는 공법
피에스엘 (PSL): 목재단판 스트랜드를 평행한 방향으로 접착한 고강도 구조용 복합목재로서, 일명 패럴램이라 한다.
할렬: 건조 중에 발생한 인장응력에 의해 목재의 내부 또는 표면에서 목재섬유가 분리되는 것. 할렬은 연륜을 가로지르면서 길이방향으로 분리
헤더: 목구조에서 평행하게 배치된 구조부재를 가로질러서 개구부 (창, 문, 계단 등)가 설치되는 경우에 개구부에 의하여 끊어지는 구조부재에 작용하는 하중을 효과적으로 좌우측의 부재에 전달하기 위하여 개구부의 양 끝에 평행부재를 가로질러 설치되는 구조부재
홀드다운: 전단벽체의 상부에 작용하는 수평하중에 따른 상승 모멘트에 저항하기 위해 벽체 하부에 설치하는 철물 또는 장치
화염막이: 구조체의 내부공간을 타고 화염이 인접한 구역으로 전파되는 것을 방지하기 위하여 구조체 내부를 가로질러 설치되는 부재

1.5 기호의 정의

(1) 본 기준의 계산식 및 도표에 사용된 기호는 특별히 언급된 경우를 제외하고는 다음과 같은 의미를 갖는다.

$A$: 단면적, mm²
$A_n$: 순단면적, mm²
$A_w$: 목재주부재의 단면적, mm²
$d_e$: 섬유방향하중에 대한 최소끝면거리, mm
$d_p$: 섬유직각방향하중에 대한 최소끝면거리, mm
$A_s$: 측면부재의 단면적의 합, mm²
$b$: 직사각형 휨부재의 너비, mm
$c$: 중립축으로부터 연단까지의 거리, mm
$C_d$: 하중기간계수
$C_d$: 제재목에 대한 치수계수
$C_v$: 전단응력계수
$C_m$: 보안정계수
$C_m$: 습윤계수
$C_p$: 기둥안정계수
$C_s$: 규격재에 대한 좌굴강성계수
$C_v$: 구조용 집성재의 부피계수
$C_a$: 지압면적계수
$C_c$: 구조용 집성재에 대한 곡률계수
$C_d$: 접합부에 대한 관입깊이계수
$C_f$: 못접합부에 대한 격막계수
$C_g$: 접합부에 대한 끝면나뭇결계수
$C_h$: 형상계수
$C_i$: 평면사용계수
$C_l$: 접합부에 대한 무리작용계수
$C_p$: 구조용 제재목에 대한 인사이징계수
$C_r$: 규격재에 대한 반복부재계수
$C_s$: 구조용 말뚝에 대한 단일말뚝계수
$C_t$: 100 mm 전단플레이트접합부에 대한 금속측면판계수
$C_t$: 온도계수
$C_x$: 못접합부에 대한 경사못계수
$C_b$: 부피계수
$C_L$: 접합부에 대한 위치계수
$E_v$: 탄성계수에 대한 변이계수
$d$: 지름, mm
$h$: 직사각형 휨부재의 두께 또는 압축부재단면의 최소치수, mm
$d$: 못이나 스파이크의 페니치수, mm
$t$: 접합부에서 부재의 유효두께, mm
$t_n$: 따냄을 제외한 부재의 두께, mm
$w$: 횡방향지지면에서 직사각형압축부재의 단면치수, mm
$e$: 편심, mm
$E$: 기준 및 설계 탄성계수, MPa
$E_w$: 주부재의 탄성계수, MPa
$s_0$: 하중이 작용하지 않는 부위의 최소측면거리, mm
$s$: 하중이 작용하는 부위의 최소측면거리, mm
$E_s$: 측면부재의 탄성계수, MPa
$f_b$: 휨응력, MPa
$F_b$: 기준 및 설계 허용휨응력, MPa
$f_{bx}$: 강축방향휨응력, MPa
$F_{by}$: 측면방향설계허용휨응력, MPa
$f_{by}$: 약축방향휨응력, MPa
$F_{bz}$: 평면방향설계허용휨응력, MPa
$F_{be}$: 휨부재의 임계좌굴허용응력, MPa
$f_c$: 섬유방향의 압축응력, MPa
$F_c$: 섬유방향설계압축응력, MPa
$F_c$: 섬유방향의 기준 및 설계 허용압축응력, MPa
$F_{ce}$: 압축부재의 임계좌굴허용응력, MPa
$F_{ce}$: 횡방향지지면에서 압축부재의 임계좌굴허용응력, MPa
$f_{cp}$: 섬유직각방향의 압축응력, MPa
$F_{cp}$: 섬유직각방향의 기준 및 설계 허용압축응력, MPa
$f_p$: 장부촉지압내력, MPa
$f_{pw}$: 주부재의 장부촉지압내력, MPa
$f_{ps}$: 측면부재의 장부촉지압내력, MPa
$f_{pbl}$: 볼트 또는 래그나사못 접합부에 대한 섬유방향의 장부촉지압내력, MPa
$f_{pbr}$: 볼트 또는 래그나사못 접합부에 대한 섬유직각방향의 장부촉지압내력, MPa
$f_{pbs}$: 볼트 또는 래그나사못 접합부에 대한 섬유경사방향의 장부촉지압내력, MPa
$f_r$: 섬유방향의 지압응력, MPa
$f_r$: 굽은 휨부재에서 방사방향응력, MPa
$f_t$: 섬유방향의 인장응력, MPa
$f_v$: 섬유방향의 전단응력, MPa
$F_p$: 섬유방향의 기준 및 설계 장부촉허용지압응력, MPa
$F_r$: 방사방향의 설계허용인장응력, MPa
$F_t$: 섬유방향의 기준 및 설계 허용인장응력, MPa
$F_v$: 섬유방향의 기준 및 설계 허용전단응력, MPa
$F_y$: 파스너의 휨항복내력, MPa
$G$: 비중
$G$: 덮개용판재의 두께방향 전단강성계수 (N/mm)
$g$: 나사못의 게이지번호
$g$: 트러스의 예각감소계수
$H$: 전단벽의 높이, mm
$I$: 단면2차모멘트, mm⁴
$K$: 목재용 나사못, 못 및 스파이크에 대한 지름계수
$K_L$: 집성재에 대한 하중조건계수
$K_m$: 목재트러스의 압축현재에 대한 함수율계수
$K_t$: 제재목에 대한 트러스압축현재계수
$k_e$: 보에 대한 오일러좌굴계수
$k_e$: 기둥에 대한 오일러좌굴계수
$k_L$: 압축부재에 대한 좌굴길이계수
$K_r$: 방사방향응력계수
$K_t$: 온도계수
$K_v$: 전단계수
$K_v$: 볼트 및 래그나사못 접합부에 대한 섬유경사계수
$L_0$: 휨부재에서 모멘트가 0인 지점간 거리, mm
$L$: 휨부재의 경간 또는 압축부재의 횡방향지지거리, mm
$L_r$: 지압길이, mm
$L_n$: 순경간, mm
$L_e$: 휨부재의 유효경간 또는 압축부재의 유효길이, mm
$L_e$: 횡방향지지면에서 압축부재의 유효길이, mm
$l$: 압축부재의 세장비
$l_b$: 목재 주부재 내의 볼트길이, mm
$l_c$: 따냄의 길이, mm
$l_p$: 트러스플레이트의 길이, mm
$l_s$: 목재측면부재 내의 볼트길이의 합, mm
$L_u$: 휨부재에서 횡방향지지가 없는 경간, mm
$L_w$: 직사각형압축부재의 각 면 (1면 및 2면)에 대한 횡방향지지거리, mm
$F_{tp}$: 목질판재에 대한 기준 및 설계 허용응력, MPa
$F_{tv}$: 목질판재에 대한 기준 및 설계 허용층전단응력, MPa
$F_{tb}$: 목질판재에 대한 기준 및 설계 허용휨응력, MPa
$F_{tc}$: 목질판재에 대한 기준 및 설계 허용압축응력, MPa
$F_{tt}$: 목질판재에 대한 기준 및 설계 허용인장응력, MPa
$M$: 최대휨모멘트, N·mm
$M_c$: 목재의 함수율, %
$N$: 1열로 사용된 파스너의 수
$F_s$: 단일 스프리트링 또는 전단플레이트 파스너에 대한 섬유경사방향의 기준 또는 설계 허용전단내력, N
$P$: 총집중하중 또는 총 축하중, N
$p$: 파스너의 목재에 대한 침입깊이, mm
$F_w$: 단일 스프리트링 또는 전단플레이트 파스너에 대한 섬유방향의 기준 또는 설계 허용전단내력, N
$R$: 현재의 응력에 저항하는 부재의 인장 및 압축 저항, N
$S$: 중립축에 대한 단면1차모멘트, mm³
$F_n$: 단일 스프리트링 또는 전단플레이트 파스너에 대한 섬유직각방향의 기준 또는 설계 허용전단내력, N
$r$: 곡률반경, mm
$r_g$: 단면2차반경, mm
$r$: 휨부재의 세장비
$Z$: 단면계수, mm³
$S$: 1열로 사용된 파스너의 중심간격, mm
$T$: 온도, ℃
$t$: 두께, mm
$V$: 전단력, N
$V_u$: 전단벽의 윗면에 작용하는 설계하중에 의한 최대단위전단력, N/mm
$W$: 총균등분포하중, N
$R$: 파스너에 대한 기준 또는 설계 못뽑기허용내력, N/mm
$R$: 단일철물접합부에 대한 기준 및 설계 허용전단내력, N
$F_{bwl}$: 주부재는 섬유직각방향하중을 받고 측면부재는 섬유방향하중을 받는 단일 볼트 또는 래그나사못 접합부에 대한 기준허용전단내력, N
$F_{bwr}$: 주부재는 섬유방향하중을 받고 측면부재는 섬유직각방향하중을 받는 단일 볼트 또는 래그나사못 접합부에 대한 기준허용전단내력, N
$F_{bw}$: 모든 목재부재가 섬유방향하중을 받는 단일 볼트 또는 래그나사못 접합부에 대한 기준허용전단내력, N
$F_{bp}$: 모든 목재부재가 섬유직각방향하중을 받는 단일 볼트 또는 래그나사못 접합부에 대한 기준허용전단내력, N
$\alpha$: 경사면의 절삭축과 목재의 섬유방향 사이의 각도
$\beta$: 경사면의 절삭축과 작용하중의 방향 사이의 각도

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